Videonovērošanas kameras
Videonovērošanas sistēmām ir svarīga loma
dažādu objektu aizsardzības nodrošināšanai
Videonovērošanas sistēmām ir
svarīga loma dažādu objektu aizsardzības
nodrošināšanai. To tehniskie līdzekļi ļauj ne
tikai nepārtraukti kontrolēt operatīvo telpu un ierakstīt
notikumu gaitu, bet arī automātiski konstatēt ielaušanos.
Matrica
Sākotnēji
kamerām bija liela inerce un patērētā jauda, lieli
izmēri, mazs jutīgums, ka arī īss kalpošanas laiks. Pateicoties
pusvadītāju tehnoloģijas attīstībai, tika radītas
fotoierīces, kas ļāva izstrādāt gaismas un
signāla cietķermeņa matricas pārveidotājus.
Visu mūsdienu kameru pamatā ir šāds
princips. Gaisma, kas krīt uz matricas, izraisa elektriskā
lādiņa uzkrāšanos katrā tās šūnā.
Lādiņš ir proporcionāls šūnas apgaismošanas
pakāpei un tiek periodiski nolasīts un pārveidots videosignālā,
kas tiek izvadīts uz monitora. Matricas virsma sastāv no gaismas
jutīgām šūnām (pikseļiem), parasti to ir no 270
000 līdz 440 000. Jo vairāk pikseļu, jo attēls ir
kvalitatīvāks un asāks.
Matricas formāts
Matricas diagonāles izmērs ir aptuveni vienāds atbilstošā
videokona mērķa diametram. To mēra collās, un tam var būt šāda vērtība:
1, 2/3, 1/2, 1/3 un 1/4. Liela formāta - 1 un 2/3 collu matricas vairs
netiek ražotas, jo kameras, kurās tās izmanto, ir liela
izmēra un maksā diezgan dārgi. Uz 1/4 collu matricu bāzes
ražo īpaši mazas kameras.
Modernās tehnoloģijas ļauj samazināt formātu,
nepasliktinot pārraidāmā attēla kvalitāti.
Mūsdienu mazformāta matricām ir laba
izšķirtspēja.
Matricas izmērs ir svarīgs, nosakot
nepieciešamo kameras aptveres leņķi. Kamerai, kas veidota,
pamatojoties uz 1/2 collu matricu, aptveres leņķis ir lielāks,
nekā izmantojot 1/3 collu matricu.
Izšķirtspēja
Izšķirtspēja nodrošina kameras
spēju attēlot sīkas attēla detaļas: jo augstāka
ir izšķirtspēja, jo attēls ir detalizētāks un
informatīvāks.
Izšķirtspēja ir atkarīga ne tikai no
pikseļu skaita matricā, bet arī no kameras elektroniskās
shēmas parametriem. Pārsvarā 380-400 televīzijas
līniju izšķirtspēja novērošanai ir pilnīgi
pietiekoša. Kameras ar lielāku (560-570 TV līniju)
izšķirtspēju ļauj precīzi saskatīt sīkas
detaļas (mašīnu numurus, cilvēku sejas u. c.). Krāsu
kameru izšķirtspēja ir mazliet sliktāka nekā
melnbaltajām 300-350 TV līniju. Pēdējā laikā
ciparu videonovērošanas sistēmu tirgū
parādījušās augstas izšķirtspējas (460-480
TV līniju) ciparu videokameras ar DPS (Digital Processing Systems) signāla
apstrādi.
Lai noskaidrotu kameras izšķirtspēju,
parasti izmanto speciālo televīzijas testa tabulu, kurā ir
attēlotas līniju grupas, attālums starp tām atbilst
noteiktai izšķirtspējai. Kameras izšķirtspēju
nosaka pēc tā tabulas apgabala, kur līnijas grupā vairs nav
saskatāmas atsevišķi.
Vertikālā
izšķirtspēja visām CCIR (International Radio
Consultative Committee) standarta kamerām ir vienāda, jo tiek
norobežota ar televīzijas standartu 625 televīzijas
izvērses rindas. Galvenā kameru atšķirība ir horizontālajā
izšķirtspējā, un tieši tā tiek norādīta
tehniskajos aprakstos. Jāatzīmē, ka izšķirtspējas
definīcija nav pilnīgi piemērota modernajam CCD (Charge
Coupled Device) kamerām.
Kameras
izšķirtspēju ietekmē divi faktori horizontālu
matricas elementu daudzums un videosignāla frekvenču josla.
Diskrēta punktu matricas struktūra, novērojot svītrainu
attēlu, izraisa pulsācijas efektu. Piemēram, ja matricai ir 520
elementi horizontālē, tad, izmantojot testa tabulu, kas satur 260
melnas un 260 baltas līnijas, var redzēt skaidru attēlu no 520
līnijām. Tomēr, ja attēlu nobīda pa pusmatricas
šūnu, tad katrā šūnā parādās puse
baltas un puse melnas līnijas. Šī kamera principā var
pārraidīt 520 līnijas, tomēr ne pārāk stabili. Ir
pieņemts uzskatīt, ka stabili šajā gadījumā var
pārraidīt līniju skaitu, kas nepārsniedz 3/4 no
šūnu skaita. Tas nozīmē, ka kamerai ar 520 elementiem ir
390 TV līniju izšķirtspēja. Lai pārraidītu 390 TV
līniju signālu, ir nepieciešama 3,75 MHz frekvenču josla.
Pašlaik pusvadītāju pastiprinātāji ļauj
palielināt kameras pastiprinātāju caurlaides joslu 1,52 reizes.
Tomēr augstas kvalitātes pastiprinātājs
izšķirtspēju neietekmē šādi var uzlabot tikai
baltās un melnās krāsu robežas pārraides asumu.
Ja kamerā izmanto
kompozītu krāsu videosignālu, tad tā caurlaides josla nevar
būt lielāka par 3,8 MHz.
Pašlaik daži ražotāji krāsu
kameru aprakstos norāda 480 un vairāk TV līniju
izšķirtspēju, bet neakcentē uzmanību uz to, ka
šī izšķirtspēja ir tikai tad, ja signāls tiek
saņemts no Y-C (S-Video) vai RGB izejas. Šajā
gadījumā krāsu un spilgtuma signāli līdz monitoram
tiek pārraidīti caur diviem (Y-C) vai trim (RGB)
atsevišķiem koaksiāliem kabeļiem. Monitors un visas
pārejas iekārtas (komutatori, multipleksori, videomagnetofoni u. c.)
ir jāaprīko ar Y-C vai RBG tipa izejām un ieejām.
Visām ciparu iekārtām (multipleksori, kvadratori, sinhronizatori
u. c.) ir sava izšķirtspēja, kas arī ierobežo
kopēju novērošanas sistēmas izšķirtspēju. To
nosaka tas komponents, kuram tā ir viszemākā.
Izšķirtspēju ietekmē arī apgaismošanas
apstākļi jo sliktāks apgaismojums, jo zemāka tā ir.
Jutīgums
Jutīgums
nosaka kameras darba kvalitāti sliktā apgaismojumā. Ar to
parasti saprot minimālu objekta apgaismošanas pakāpi (scene
illumination), kad var izšķirt pāreju no melnas krāsas
uz baltu, bet citreiz arī matricas minimālu apgaismošanas
pakāpi (image illumination). Pirmo mēra standartizētos
apstākļos: objekta atstarošanas koeficients ir 0,75, bet
objektīva gaismas spēks 1,4.
Minimālās
apgaismošanas pakāpes vērtība matricā un objektā
atšķiras vairāk nekā 10 reizes. Ja ir norādīts,
ka matricas minimāla apgaismošanas pakāpe ir 0,01 lukss, tas
nozīmē, ka ar F1.4 objektīvu minimālā objekta apgaismošanas
pakāpe ir 0,1 lukss. Mūsdienu kamerām tā ir vidēja
vērtība. Pazīstami ražotāji tehniskajās
pasēs un katalogos norāda objekta apgaismošanas pakāpi, bet
vidējā līmeņa ražotāji cenšas akcentēt
uzmanību uz pievilcīgu produkcijas jutīguma raksturojumu,
nenorādot, ka mērījumi veikti uz matricas.
Mērījumus veic ar luksometra palīdzību.
Ja kamera saglabā nepieciešamos attēla parametrus, ja objekta
apgaismošanas pakāpe ir 0,1 lukss, var apgalvot, ka tās
jutīgums ir 0,1 lukss. Tomēr
jāņem vērā signāla līmenis (izejas
signāla lielums ir 1 V vai mazāk), mērīšanas vieta,
izmantotais objektīvs un testējamā objekta atstarošanas
spējas. Tāpēc tādi mērījumi ir jāveic
speciāli aprīkotā telpā.
Salīdzinot ar
cilvēka aci, monohromu TV kameru gaismas spektra uztvertspēja ir novirzīta infrasarkanajā
spektrā. Tas ļauj nepietiekamā apgaismojumā izmantot
speciālus infrasarkanos prožektorus.
Krāsu kameras
ir mazāk jutīgas nekā monohromās un neuztver infrasarkano
spektra daļu.
Mūsdienu
monohromo kameru jutīgums ir 0,01-1 lukss (pie F1.2).
Visjutīgākās kameras izmanto novērošanai nakts
laikā. Lai tās darbotos efektīvi, pietiek ar mēness gaismu.
Īpaši
jutīga ir TV kameras un nakts redzamības aparatūras
kombinācija. Šādām kamerām piemīt unikālas
īpašības - to jutīgums ir 10010000 reižu augstāks
nekā parastajām videokamerām. Tās neiesaka izmantot
diennakts gaišajā laikā un iesaka aizsegt objektīvu, lai
pasargātu katodu no pārdegšanas. Objektīva
automātiskās diafragmas diapazonam ir jābūt līdz 1000
un vairāk.
Attiecība
signāls - troksnis
Ar jutīgumu cieši saistīta signāla un
trokšņa attiecības parametrs. Šo lielumu mēra
decibelos. Piemēram, 60 dB liela attiecība nozīmē, ka
signāla amplitūda ir 1000 reižu lielāka par troksni. Kad
šis parametrs ir vienāds ar 50 dB, monitorā var redzēt
skaidru attēlu bez trokšņiem. Ja ir 40 dB, uz attēla
dažreiz var pamanīt mirgojošos punktus, 30 dB - uz ekrāna
būs sniegs, 20 dB - attēls
praktiski nav skatāms, kaut vai lielus objektus var saskatīt.
Kameru
tehniskajos aprakstos norāda signāla un trokšņa
attiecības lielumu optimālajiem apstākļiem, piemēram,
pie matricas apgaismošanas pakāpes 10 luksi, izslēgtas
automātiskās pastiprināšanas regulācijas un gamma
korekcijas. Samazinot apgaismošanu, signāla lielums samazinās,
bet troksnis palielinās.
Tehniskajos aprakstos kameras jutīgumu norāda
signālam, kad signāla un
trokšņa attiecība ir 24 dB. Empīriski tā ir
maksimāla šīs attiecības vērtība, kad attēlu
vēl var ierakstīt uz videolentes un pēc tam saskatīt.
Autodiafragma
Diennakts laikā apgaismojums kontrolējamajā
objektā mainās. Lai matricas apgaismošanas pakāpi
uzturētu vienā līmenī, izmanto kameras ar
iebūvētu automātisku elektronisko aizslēgu vai
objektīvu ar autodiafragmu.
Objektīvi ar
automātisko diafragmu uztur matricas apgaismojumu noteiktā
līmenī, mainot atveres lielumu. Kad apgaismošanas pakāpe ir
liela, diafragma sašaurinās, laižot cauri mazāk gaismas,
bet, ja tā ir maza, atveras. Tas ļauj iegūt kontrastainu
signālu. Ārējās novērošanas sistēmās
iesaka izmantot objektīvus ar automātisko diafragmu. Šajā
gadījumā nepieciešamo efektu var sasniegt, ja apgaismošanas
līmenis pārsniedz 80 000 luksu.
Automātiskais
elektronu aizslēgs
Automātiskais elektronu aizslēgs nodrošina
apgaismošanas līmeņa izmaiņu kompensāciju un
vidējo attēla spilgtumu. Tas notiek, mainoties fotolādiņa
uzkrāšanas laikam un videosignāla amplitūdai. Aizslēga
pārslēgšanas laiks var būt tikai 1/100 000 sekundes. Bez
diafragmām objektīvu cenas ir zemākas, bet, izmantojot kameras
ar elektronisko aizslēgu, dažkārt var ieekonomēt
ievērojamas summas, jo ar šādām kamerām var izmantot
objektīvus, kam ir ar roku pārslēdzama diafragma. Augstas
jutības kameras ar objektīviem bez diafragmas iesaka izmantot tikai
telpās, jo ar elektroniskā
aizslēga slēgšanas diapazonu nepietiek, lai pielāgotos apgaismojumam
uz ielas. Elektroniskais aizslēgs palīdz efektīvāk
novērot objektus, kas strauji pārvietojas.
Objektīvus ar automātisku diafragmu iesaka izmantot
tad, kad kamera strādā mainīgā apgaismojumā un ir
nepieciešams vislielākais attēla asums. To var sasniegt ar
maksimāli aizvērtu objektīva diafragmu un tad, kad ir
nepieciešams asāk attēlot spilgtu objektu robežas.
Sinhronizācija
Dažām
videonovērošanas sistēmām ir mirgojošs attēls,
tas saistīts ar kadru sinhronizācijas frekvenci. Lai to
novērstu, jāsinhronizē visu izmantojamo TV kameru kadru frekvence.
Viena no iespējām ir visu kameru sinhronizācija no viena
signāla avota. Tas ļauj iegūt kvalitatīvu attēlu
kameru pārslēgšanas brīdī un novērst to
mirgošanu monitoru ekrānos.
Objektīvi
Objektīva fokusa attālums
parasti tiek norādīts milimetros un nosaka redzes leņķi. Jo
fokusa attālums ir mazāks, jo leņķis ir plašāks.
Normāls TV kameras redzes
leņķis ir ekvivalents cilvēka redzes leņķim,
turklāt objektīva fokusa attālums ir proporcionāls matricas
diagonāles izmēram.
Ir normālie,
platleņķa un teleobjektīvi. Objektīvus, kuru fokusa
attālums var mainīties vairāk nekā sešas reizes, sauc
par zoom objektīviem (ar transfokatoru). Tos izmanto, kad vajag
detalizēti apskatīt no kameras attālinātu objektu.
Piemēram, izmantojot zoom objektīvu ar desmitkārtīgu
palielināšanas iespēju, objektu, kas atrodas 100 metru
attālumā, var redzēt tikpat skaidri, kā no desmit metriem.
Visbiežāk izmanto zoom objektīvus, kas aprīkoti ar
distances diafragmas, fokusēšanas un palielināšanas (motorized
zoom) vadību.
Objektīva
atvere
Parasti
objektīvam ir divas atveres pozīcijas (1:F) vai aparatūras
vērtības - maksimālā un minimālā. Diafragma ir
pilnīgi aizvērta pie maksimālās F vērtības, bet
pie minimālās atvērta. F parametrs ietekmē attēlu. Pie minimālas vērtības
objektīvs uzņem vairāk gaismas, tādējādi kamera
labāk darbojas diennakts tumšajā laikā. Un otrādi, ja
apgaismošanas pakāpe ir liela, palielinoties F vērtībai,
kamera netiks apžilbināta, kas nodrošina stabilu
signāla līmeni. Visos objektīvos ar autodiafragmu
maksimālās F vērtības palielināšanai izmanto
neitrāla blīvuma filtru.
Attēla
asums
Attēla asuma pakāpe
norāda, cik liels redzes lauks atrodas fokusā. Kad pakāpe ir
liela, tas nozīmē, ka lielāka redzes lauka daļa atrodas
fokusā (ar sašaurinātu diafragmu ir iespējams sasniegt
bezgalīgu attēla asuma pakāpi). Mazā pakāpē
fokusā skaidri var redzēt tikai nelielu redzes laukuma fragmentu.
Asuma pakāpi ietekmē dažādi faktori. Piemēram,
platleņķa objektīvi nodrošina lielu asumu. Arī liela F
vērtība liecina par augstu attēla asuma pakāpi.
Vismazāko asumu var sasniegt naktī, kad diafragma ir pilnīgi
atvērta.
Diafragmas
Mainīgā
apgaismojumā iesaka izmantot objektīvus ar automātisku
diafragmu. Objektīvus, kuru diafragma ir regulējama ar roku,
pārsvarā izmanto telpās, kur ir pastāvīgs
apgaismojums. Jāņem vērā, ka ar pilnīgi atvērtu
diafragmu un sliktā apgaismojumā, F vērtība sasniedz
kritisku robežu, bet asums samazinās, kas sarežģī
fokusēšanu. Ja diafragma ir pilnīgi aizvērta, kameras
jutīgums samazinās.
Pēc interneta materiāliem
sagatavoja Marina VĒVERE
Videonovērošanas sistēmām ir
svarīga loma dažādu objektu aizsardzības
nodrošināšanai. To tehniskie līdzekļi ļauj ne
tikai nepārtraukti kontrolēt operatīvo telpu un ierakstīt
notikumu gaitu, bet arī automātiski konstatēt ielaušanos.
Matrica
Sākotnēji
kamerām bija liela inerce un patērētā jauda, lieli
izmēri, mazs jutīgums, ka arī īss kalpošanas laiks. Pateicoties
pusvadītāju tehnoloģijas attīstībai, tika radītas
fotoierīces, kas ļāva izstrādāt gaismas un
signāla cietķermeņa matricas pārveidotājus.
Visu mūsdienu kameru pamatā ir šāds
princips. Gaisma, kas krīt uz matricas, izraisa elektriskā
lādiņa uzkrāšanos katrā tās šūnā.
Lādiņš ir proporcionāls šūnas apgaismošanas
pakāpei un tiek periodiski nolasīts un pārveidots videosignālā,
kas tiek izvadīts uz monitora. Matricas virsma sastāv no gaismas
jutīgām šūnām (pikseļiem), parasti to ir no 270
000 līdz 440 000. Jo vairāk pikseļu, jo attēls ir
kvalitatīvāks un asāks.
Matricas formāts
Matricas diagonāles izmērs ir aptuveni vienāds atbilstošā
videokona mērķa diametram. To mēra collās, un tam var būt šāda vērtība:
1, 2/3, 1/2, 1/3 un 1/4. Liela formāta - 1 un 2/3 collu matricas vairs
netiek ražotas, jo kameras, kurās tās izmanto, ir liela
izmēra un maksā diezgan dārgi. Uz 1/4 collu matricu bāzes
ražo īpaši mazas kameras.
Modernās tehnoloģijas ļauj samazināt formātu,
nepasliktinot pārraidāmā attēla kvalitāti.
Mūsdienu mazformāta matricām ir laba
izšķirtspēja.
Matricas izmērs ir svarīgs, nosakot
nepieciešamo kameras aptveres leņķi. Kamerai, kas veidota,
pamatojoties uz 1/2 collu matricu, aptveres leņķis ir lielāks,
nekā izmantojot 1/3 collu matricu.
Izšķirtspēja
Izšķirtspēja nodrošina kameras
spēju attēlot sīkas attēla detaļas: jo augstāka
ir izšķirtspēja, jo attēls ir detalizētāks un
informatīvāks.
Izšķirtspēja ir atkarīga ne tikai no
pikseļu skaita matricā, bet arī no kameras elektroniskās
shēmas parametriem. Pārsvarā 380-400 televīzijas
līniju izšķirtspēja novērošanai ir pilnīgi
pietiekoša. Kameras ar lielāku (560-570 TV līniju)
izšķirtspēju ļauj precīzi saskatīt sīkas
detaļas (mašīnu numurus, cilvēku sejas u. c.). Krāsu
kameru izšķirtspēja ir mazliet sliktāka nekā
melnbaltajām 300-350 TV līniju. Pēdējā laikā
ciparu videonovērošanas sistēmu tirgū
parādījušās augstas izšķirtspējas (460-480
TV līniju) ciparu videokameras ar DPS (Digital Processing Systems) signāla
apstrādi.
Lai noskaidrotu kameras izšķirtspēju,
parasti izmanto speciālo televīzijas testa tabulu, kurā ir
attēlotas līniju grupas, attālums starp tām atbilst
noteiktai izšķirtspējai. Kameras izšķirtspēju
nosaka pēc tā tabulas apgabala, kur līnijas grupā vairs nav
saskatāmas atsevišķi.
Vertikālā
izšķirtspēja visām CCIR (International Radio
Consultative Committee) standarta kamerām ir vienāda, jo tiek
norobežota ar televīzijas standartu 625 televīzijas
izvērses rindas. Galvenā kameru atšķirība ir horizontālajā
izšķirtspējā, un tieši tā tiek norādīta
tehniskajos aprakstos. Jāatzīmē, ka izšķirtspējas
definīcija nav pilnīgi piemērota modernajam CCD (Charge
Coupled Device) kamerām.
Kameras
izšķirtspēju ietekmē divi faktori horizontālu
matricas elementu daudzums un videosignāla frekvenču josla.
Diskrēta punktu matricas struktūra, novērojot svītrainu
attēlu, izraisa pulsācijas efektu. Piemēram, ja matricai ir 520
elementi horizontālē, tad, izmantojot testa tabulu, kas satur 260
melnas un 260 baltas līnijas, var redzēt skaidru attēlu no 520
līnijām. Tomēr, ja attēlu nobīda pa pusmatricas
šūnu, tad katrā šūnā parādās puse
baltas un puse melnas līnijas. Šī kamera principā var
pārraidīt 520 līnijas, tomēr ne pārāk stabili. Ir
pieņemts uzskatīt, ka stabili šajā gadījumā var
pārraidīt līniju skaitu, kas nepārsniedz 3/4 no
šūnu skaita. Tas nozīmē, ka kamerai ar 520 elementiem ir
390 TV līniju izšķirtspēja. Lai pārraidītu 390 TV
līniju signālu, ir nepieciešama 3,75 MHz frekvenču josla.
Pašlaik pusvadītāju pastiprinātāji ļauj
palielināt kameras pastiprinātāju caurlaides joslu 1,52 reizes.
Tomēr augstas kvalitātes pastiprinātājs
izšķirtspēju neietekmē šādi var uzlabot tikai
baltās un melnās krāsu robežas pārraides asumu.
Ja kamerā izmanto
kompozītu krāsu videosignālu, tad tā caurlaides josla nevar
būt lielāka par 3,8 MHz.
Pašlaik daži ražotāji krāsu
kameru aprakstos norāda 480 un vairāk TV līniju
izšķirtspēju, bet neakcentē uzmanību uz to, ka
šī izšķirtspēja ir tikai tad, ja signāls tiek
saņemts no Y-C (S-Video) vai RGB izejas. Šajā
gadījumā krāsu un spilgtuma signāli līdz monitoram
tiek pārraidīti caur diviem (Y-C) vai trim (RGB)
atsevišķiem koaksiāliem kabeļiem. Monitors un visas
pārejas iekārtas (komutatori, multipleksori, videomagnetofoni u. c.)
ir jāaprīko ar Y-C vai RBG tipa izejām un ieejām.
Visām ciparu iekārtām (multipleksori, kvadratori, sinhronizatori
u. c.) ir sava izšķirtspēja, kas arī ierobežo
kopēju novērošanas sistēmas izšķirtspēju. To
nosaka tas komponents, kuram tā ir viszemākā.
Izšķirtspēju ietekmē arī apgaismošanas
apstākļi jo sliktāks apgaismojums, jo zemāka tā ir.
Jutīgums
Jutīgums
nosaka kameras darba kvalitāti sliktā apgaismojumā. Ar to
parasti saprot minimālu objekta apgaismošanas pakāpi (scene
illumination), kad var izšķirt pāreju no melnas krāsas
uz baltu, bet citreiz arī matricas minimālu apgaismošanas
pakāpi (image illumination). Pirmo mēra standartizētos
apstākļos: objekta atstarošanas koeficients ir 0,75, bet
objektīva gaismas spēks 1,4.
Minimālās
apgaismošanas pakāpes vērtība matricā un objektā
atšķiras vairāk nekā 10 reizes. Ja ir norādīts,
ka matricas minimāla apgaismošanas pakāpe ir 0,01 lukss, tas
nozīmē, ka ar F1.4 objektīvu minimālā objekta apgaismošanas
pakāpe ir 0,1 lukss. Mūsdienu kamerām tā ir vidēja
vērtība. Pazīstami ražotāji tehniskajās
pasēs un katalogos norāda objekta apgaismošanas pakāpi, bet
vidējā līmeņa ražotāji cenšas akcentēt
uzmanību uz pievilcīgu produkcijas jutīguma raksturojumu,
nenorādot, ka mērījumi veikti uz matricas.
Mērījumus veic ar luksometra palīdzību.
Ja kamera saglabā nepieciešamos attēla parametrus, ja objekta
apgaismošanas pakāpe ir 0,1 lukss, var apgalvot, ka tās
jutīgums ir 0,1 lukss. Tomēr
jāņem vērā signāla līmenis (izejas
signāla lielums ir 1 V vai mazāk), mērīšanas vieta,
izmantotais objektīvs un testējamā objekta atstarošanas
spējas. Tāpēc tādi mērījumi ir jāveic
speciāli aprīkotā telpā.
Salīdzinot ar
cilvēka aci, monohromu TV kameru gaismas spektra uztvertspēja ir novirzīta infrasarkanajā
spektrā. Tas ļauj nepietiekamā apgaismojumā izmantot
speciālus infrasarkanos prožektorus.
Krāsu kameras
ir mazāk jutīgas nekā monohromās un neuztver infrasarkano
spektra daļu.
Mūsdienu
monohromo kameru jutīgums ir 0,01-1 lukss (pie F1.2).
Visjutīgākās kameras izmanto novērošanai nakts
laikā. Lai tās darbotos efektīvi, pietiek ar mēness gaismu.
Īpaši
jutīga ir TV kameras un nakts redzamības aparatūras
kombinācija. Šādām kamerām piemīt unikālas
īpašības - to jutīgums ir 10010000 reižu augstāks
nekā parastajām videokamerām. Tās neiesaka izmantot
diennakts gaišajā laikā un iesaka aizsegt objektīvu, lai
pasargātu katodu no pārdegšanas. Objektīva
automātiskās diafragmas diapazonam ir jābūt līdz 1000
un vairāk.
Attiecība
signāls - troksnis
Ar jutīgumu cieši saistīta signāla un
trokšņa attiecības parametrs. Šo lielumu mēra
decibelos. Piemēram, 60 dB liela attiecība nozīmē, ka
signāla amplitūda ir 1000 reižu lielāka par troksni. Kad
šis parametrs ir vienāds ar 50 dB, monitorā var redzēt
skaidru attēlu bez trokšņiem. Ja ir 40 dB, uz attēla
dažreiz var pamanīt mirgojošos punktus, 30 dB - uz ekrāna
būs sniegs, 20 dB - attēls
praktiski nav skatāms, kaut vai lielus objektus var saskatīt.
Kameru
tehniskajos aprakstos norāda signāla un trokšņa
attiecības lielumu optimālajiem apstākļiem, piemēram,
pie matricas apgaismošanas pakāpes 10 luksi, izslēgtas
automātiskās pastiprināšanas regulācijas un gamma
korekcijas. Samazinot apgaismošanu, signāla lielums samazinās,
bet troksnis palielinās.
Tehniskajos aprakstos kameras jutīgumu norāda
signālam, kad signāla un
trokšņa attiecība ir 24 dB. Empīriski tā ir
maksimāla šīs attiecības vērtība, kad attēlu
vēl var ierakstīt uz videolentes un pēc tam saskatīt.
Autodiafragma
Diennakts laikā apgaismojums kontrolējamajā
objektā mainās. Lai matricas apgaismošanas pakāpi
uzturētu vienā līmenī, izmanto kameras ar
iebūvētu automātisku elektronisko aizslēgu vai
objektīvu ar autodiafragmu.
Objektīvi ar
automātisko diafragmu uztur matricas apgaismojumu noteiktā
līmenī, mainot atveres lielumu. Kad apgaismošanas pakāpe ir
liela, diafragma sašaurinās, laižot cauri mazāk gaismas,
bet, ja tā ir maza, atveras. Tas ļauj iegūt kontrastainu
signālu. Ārējās novērošanas sistēmās
iesaka izmantot objektīvus ar automātisko diafragmu. Šajā
gadījumā nepieciešamo efektu var sasniegt, ja apgaismošanas
līmenis pārsniedz 80 000 luksu.
Automātiskais
elektronu aizslēgs
Automātiskais elektronu aizslēgs nodrošina
apgaismošanas līmeņa izmaiņu kompensāciju un
vidējo attēla spilgtumu. Tas notiek, mainoties fotolādiņa
uzkrāšanas laikam un videosignāla amplitūdai. Aizslēga
pārslēgšanas laiks var būt tikai 1/100 000 sekundes. Bez
diafragmām objektīvu cenas ir zemākas, bet, izmantojot kameras
ar elektronisko aizslēgu, dažkārt var ieekonomēt
ievērojamas summas, jo ar šādām kamerām var izmantot
objektīvus, kam ir ar roku pārslēdzama diafragma. Augstas
jutības kameras ar objektīviem bez diafragmas iesaka izmantot tikai
telpās, jo ar elektroniskā
aizslēga slēgšanas diapazonu nepietiek, lai pielāgotos apgaismojumam
uz ielas. Elektroniskais aizslēgs palīdz efektīvāk
novērot objektus, kas strauji pārvietojas.
Objektīvus ar automātisku diafragmu iesaka izmantot
tad, kad kamera strādā mainīgā apgaismojumā un ir
nepieciešams vislielākais attēla asums. To var sasniegt ar
maksimāli aizvērtu objektīva diafragmu un tad, kad ir
nepieciešams asāk attēlot spilgtu objektu robežas.
Sinhronizācija
Dažām
videonovērošanas sistēmām ir mirgojošs attēls,
tas saistīts ar kadru sinhronizācijas frekvenci. Lai to
novērstu, jāsinhronizē visu izmantojamo TV kameru kadru frekvence.
Viena no iespējām ir visu kameru sinhronizācija no viena
signāla avota. Tas ļauj iegūt kvalitatīvu attēlu
kameru pārslēgšanas brīdī un novērst to
mirgošanu monitoru ekrānos.
Objektīvi
Objektīva fokusa attālums
parasti tiek norādīts milimetros un nosaka redzes leņķi. Jo
fokusa attālums ir mazāks, jo leņķis ir plašāks.
Normāls TV kameras redzes
leņķis ir ekvivalents cilvēka redzes leņķim,
turklāt objektīva fokusa attālums ir proporcionāls matricas
diagonāles izmēram.
Ir normālie,
platleņķa un teleobjektīvi. Objektīvus, kuru fokusa
attālums var mainīties vairāk nekā sešas reizes, sauc
par zoom objektīviem (ar transfokatoru). Tos izmanto, kad vajag
detalizēti apskatīt no kameras attālinātu objektu.
Piemēram, izmantojot zoom objektīvu ar desmitkārtīgu
palielināšanas iespēju, objektu, kas atrodas 100 metru
attālumā, var redzēt tikpat skaidri, kā no desmit metriem.
Visbiežāk izmanto zoom objektīvus, kas aprīkoti ar
distances diafragmas, fokusēšanas un palielināšanas (motorized
zoom) vadību.
Objektīva
atvere
Parasti
objektīvam ir divas atveres pozīcijas (1:F) vai aparatūras
vērtības - maksimālā un minimālā. Diafragma ir
pilnīgi aizvērta pie maksimālās F vērtības, bet
pie minimālās atvērta. F parametrs ietekmē attēlu. Pie minimālas vērtības
objektīvs uzņem vairāk gaismas, tādējādi kamera
labāk darbojas diennakts tumšajā laikā. Un otrādi, ja
apgaismošanas pakāpe ir liela, palielinoties F vērtībai,
kamera netiks apžilbināta, kas nodrošina stabilu
signāla līmeni. Visos objektīvos ar autodiafragmu
maksimālās F vērtības palielināšanai izmanto
neitrāla blīvuma filtru.
Attēla
asums
Attēla asuma pakāpe
norāda, cik liels redzes lauks atrodas fokusā. Kad pakāpe ir
liela, tas nozīmē, ka lielāka redzes lauka daļa atrodas
fokusā (ar sašaurinātu diafragmu ir iespējams sasniegt
bezgalīgu attēla asuma pakāpi). Mazā pakāpē
fokusā skaidri var redzēt tikai nelielu redzes laukuma fragmentu.
Asuma pakāpi ietekmē dažādi faktori. Piemēram,
platleņķa objektīvi nodrošina lielu asumu. Arī liela F
vērtība liecina par augstu attēla asuma pakāpi.
Vismazāko asumu var sasniegt naktī, kad diafragma ir pilnīgi
atvērta.
Diafragmas
Mainīgā
apgaismojumā iesaka izmantot objektīvus ar automātisku
diafragmu. Objektīvus, kuru diafragma ir regulējama ar roku,
pārsvarā izmanto telpās, kur ir pastāvīgs
apgaismojums. Jāņem vērā, ka ar pilnīgi atvērtu
diafragmu un sliktā apgaismojumā, F vērtība sasniedz
kritisku robežu, bet asums samazinās, kas sarežģī
fokusēšanu. Ja diafragma ir pilnīgi aizvērta, kameras
jutīgums samazinās.
Pēc interneta materiāliem
sagatavoja Marina VĒVERE